Астрономы обнаружили, что скорость звёздных ветров у массивных звёзд резко снижается при крайне низкой металличности. Такой результат получил проект TEMPOS, возглавляемый Университетом Юты, с помощью космического телескопа «Хаббл». Выводы могут помочь объяснить необычные свойства галактик ранней Вселенной, которые наблюдает телескоп «Джеймс Уэбб».
В рамках исследования изучили 29 массивных звёзд в шести близлежащих карликовых галактиках. Содержание элементов тяжелее водорода и гелия в каждой из них составляет менее одной пятой солнечного уровня, поэтому эти объекты служат аналогами условий, характерных для ранней Вселенной. Данные получили в ультрафиолетовом диапазоне с помощью спектрографа космического происхождения COS, установленного на «Хаббле».
Массивные звёзды, масса которых превышает солнечную более чем в 10 раз, выделяют большое количество излучения, теряют вещество через звёздный ветер и завершают жизнь взрывами сверхновых. Они нагревают окружающий газ и регулируют его способность охлаждаться и формировать новые звёзды. «Они горят очень горячо, ярко и быстро и заканчивают свою короткую жизнь взрывами сверхновых, которые передают окружающему газу много энергии и вещества», — сказала ведущий автор работы, доцент кафедры физики и астрономии Университета Юты Грейс Телфорд.
Наблюдения подтвердили общую закономерность: с уменьшением металличности максимальная скорость звёздного ветра падает. Однако у звёзд с металличностью ниже примерно 10% солнечной она снизилась значительно сильнее, чем предполагали тенденции, выявленные при более высоком содержании тяжёлых элементов. «Есть своего рода плавная тенденция, а затем у звёзд с самой низкой металличностью скорость ветра действительно резко падает», — отметила Телфорд.
Учёные также исследовали содержание железа, которое влияет на звёздные ветры и эволюцию массивных звёзд. Обычно металличность оценивают по количеству кислорода в газе галактики, поскольку его ионы создают яркие линии излучения, но содержание железа и кислорода может изменяться неодинаково. Анализ слабых линий поглощения железа в ультрафиолетовых спектрах показал, что в более богатых кислородом галактиках такие линии у массивных звёзд заметно сильнее, тогда как у бедных кислородом объектов содержание железа существенно различается.
Проект TEMPOS объединил новые наблюдения 12 звёзд с ранее собранными данными, сформировав более крупную и однородную выборку. На изучение одного объекта иногда требовалось до 35 часов работы «Хаббла», поэтому расширение набора позволило увидеть закономерности, которые не проявлялись при анализе всего трёх звёзд. Результаты исследования опубликованы 21 сентября 2026 года в журнале The Astrophysical Journal Supplement Series, а подготовленные ультрафиолетовые спектры планируют разместить в открытом архиве космических телескопов имени Микульского.